温度变化对中波陷波网络的影响

【摘要】在中波天线调配网络中，用于吸收干扰频率信号的陷波网络，在遇到外界温度较大改变时其陷波的稳定性就会受到影响。本文通过对温度改变时陷波网络阻抗变化的分析，找出陷波网络不稳定的原因所在，并提出解决方法。

【关键词】温度变化；陷波网络；阻抗

在有多个发射频率的中波发射台中，从天线回馈进来的其它频率信号会干扰发射机的正常工作，因此，在全固态发射机天线调配网络的设计中，必须考虑抑制这些干扰频率信号，通常办法有加带通网络、阻塞网络、陷波网络等电路。其中，加陷波网络吸收干扰信号的方法用得最多，本文就陷波网络在外界温度变化后的稳定性进行讨论。

1.陷波网络

典型的陷波网络是由LC组成的一端接地的串联谐振电路。利用电路谐振时感抗与容抗相互抵消的特性，来吸收干扰频率信号。但是，这种陷波网络在实际使用中有局限性，一是LC电路在工作频率时呈现的是一电抗；二是当干扰频率越接近工作频率时，谐振电路对工作频率呈现的电抗就越小，天线调配网络在并联这样的LC电路后，其阻抗匹配及通带特性等就会受到影响。因此，在实际应用中，多采用复合陷波网络。

图1所示为常用的复合陷波网络，该网络是把并联谐振于工作频率的阻塞电路与串联谐振于干扰频率的吸收电路复合起来。以图1（a）为例，L1、C1并联谐振于工作频率f0（阻塞f0信号通过）。L1、C1对干扰频率f1呈现的电抗与L2串联谐振于f1（吸收f1信号）。所以，这种复合陷波网络并接在天线调配网络上，对工作频率信号呈现的是开路，对干扰信号呈现的是短路，因此，在天线调配网络的设计中用得很多。

2.温度变化引起的频偏和阻抗变化

我台的天调网络多采用图1所示的陷波网络，在实际应用中抑制效果较好，但是，网络工作一段时间后，当外界气温变化大（如季节更换、网络发热调配室温度过高）时，一些与工作频率相近的干扰信号仍会有回馈进入发射机的现象。而由此引起的发射机反射超限故障，在严重时单靠调整发射机输出网络的调谐电感还不能解决问题，而必须去天线调配室对陷波网络进行调整，这样，既不方便日常维护，又给安全播出工作带来了困难，所以，需要解决这一问题。

在陷波网络的元件中，在遇到几十度的温差变化时，电感线圈的结构和铜线的电阻等都会有微小变化。当谐振电路的元件值改变，使电路中的感抗与容抗无法相互抵消时，谐振频率就会发生偏移。由于电容的温度特性要好于电感（空芯线圈），所以，下面在分析陷波网络的阻抗变化中，只考虑温度变化引起电感微变。以图1（a）所示的陷波网络为例，设：温度变化后，电感由L增加到KL，k>1；f0=1000kHz；f1=nf0，n>1。

正常情况下，在工作频率信号f0通过L1、C1并联电路时，仍呈一高阻抗。当干扰频率信号f1通过L1、C1并联电路时，因f1=nf0，所以，L1、C1的电抗分别为：感抗=nX、容抗=X/n。

上述容抗与L2组成串联谐振电路，吸收干扰频率信号。但是.当温度变化使电感由L变为kL后，L2的感抗变化微小，经计算L1、C1并联电路阻抗的计算结果如表1所示。

由表1可见，当外界温度使电感只增加0.5%时，对于干扰频率与工作频率间隔较大的场合（n=1.5），L1、C1并联电路阻抗变化量a只有0.24?。而对于两个频率接近的场合（n=1.05），阻抗变化量a就达23.7?。也就是说0.5%的电感增量，产生了近5%（10倍）的阻抗变化量，可见串联谐振电路的失谐会很严重。这在实际的线圈调整中也得到了印证：我们发现图1所示的，L1、C1并联电路对工作频率f0信号仍呈高阻抗，天调网络的阻抗匹配基本没有影响。而L1、C1与L2（或C2）组成的串联谐振电路发生了频率偏移，导致吸收干扰频率f1信号的能力下降。常常要增加二、三匝线圈，才能使陷波网络有足够的衰减量。

3.陷波网络的改进

为解决干扰频率与工作频率接近时，陷波网络因温度变化而引起的不稳定性，我台选用图2所示的另一种形式的复合陷波网络。图2中L1、C1串联谐振于干扰频率f1，以吸收干扰频率信号。L1、C1与L2、C2并联谐振于工作频率信号f0，阻塞工作频率信号的通过。

分析该陷波网络的阻抗变化趋势，发现：

（1）在干扰频率信号f1通过L1、C1串联电路时，串联电路仍能有效吸收干扰频率信号。

（2）在工作频率信号f。通过并联电路时，并联电路谐振，阻抗为无穷大。当电感由L变为kL，并联电路也轻微失谐，电路仍然能有效阻塞工作频率信号。因此，温度变化对这种复合陷波网络的干扰频率的抑制和工作频率的阻塞的影响都小，能较好地解决陷波网络因温度变化的不稳定性。

上述分析了陷波网络稳定性受温度变化影响的情况和解决办法，在不影响频响特性的情况下，该型陷波网络的L1、C1串联谐振电路的Q值尽可能大一些，在实际设计中，一般选取L1、C1串联电路在工作频率时呈现的阻抗在50?左右，这样既对干扰频率信号能有效吸收（衰减量大），又能让并联谐振电路较好地阻塞工作频率信号的通过。我台几个陷波网络改用图2所示的形式后，效果良好，一年多来，没有出现过因温度变化而引起陷波网络的不稳定性现象。